Разработка УП на корпус

Введение
Эффективность металлообрабатывающего производства, технический прогресс и высокое качество изготавливаемой продукции зависят, прежде всего, от развития производства нового оборудования, машин и станков. Отрасли машиностроения занимают одно из ведущих мест в экономической жизни страны, тем самым, обеспечивая не только технический прогресс, но и рост экономики.
В настоящее время, развитие электроники обеспечивает создание автоматического оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ), что повышает не только производительность обработки (за счет повышения жесткости системы СПИД – станок-приспособление-инструмент-деталь), но и точность. Одновременно, внедрение новых синтетических сверхтвердых инструментальных материалов, позволило повысить режимы резания, а также спектр обрабатываемых материалов (включая, твердые, закаленные поверхности).
Необходимо отметить, что в настоящее время в машиностроении на первое место выходят такие понятия, как низкая себестоимость и высокая производительность, что вкупе, обеспечивает конкурентоспособность, как на внутреннем рынке, так и при экспорте продукции.
Технология машиностроения решает задачи дальнейшего повышения качества изготавливаемой продукции, снижение трудоемкости, себестоимости, материалоемкости, а также повышение механизации и автоматизации производства. Принятая технология производства изделия должна обеспечивать надежность работы готового изделия, наряду с экономикой эксплуатации. Совершенствование технологии машиностроения определяется потребностями производства необходимых обществу машин и изделий.
В ходе выполнения работы будут рассмотрены следующие вопросы:
- описание конструкции, назначение детали, ее работа в узле;
- материал детали и его химико-механические свойства;
- анализ существующих CAM систем для подготовки и создания УП;
- план механической обработки детали «Корпус»;
- выбор металлорежущего оборудования;
- система ЧПУ;
- выбор режущего инструмента;
- разработка УП для станков с ЧПУ в CAD/CAM системе;
- разработка 3D модели;
- импортирование 3D модели в САПР;
- выбор обрабатываемой геометрии;
- выбор постпроцессора;
- выбор стратегии инструмента, назначение параметров обработки;
- функция бэкплота;
- верификация;
- постпроцессирование.
Тему работы считаю очень важной, поскольку разработка рационального технологического процесса, характеризующегося наименьшими трудозатратами машинного времени вкупе с заданной точностью обработки является наиболее важным вопросом в технологии машиностроения.


 
1 Аналитический раздел
Описание конструкции, назначение детали, ее работа в узле
Согласно заданию, рассмотрим деталь «Корпус». Общий вид детали «Корпус» представлен в графической части работы.
Деталь «Корпус» предназначен для установки подшипникового узла шарико-винтовой пары (ШВП). В качестве примера, приведем на рисунке 1.1 аналогичный подшипниковый узел ШВП производства немецкой фирмы «Rexroth».

Рисунок 1.1 - Подшипниковый узел ШВП производства немецкой фирмы «Rexroth»
Деталь «Корпус» - это базовая деталь подшипникового узла, к которой предъявляются высокие требования по точности, шероховатости и взаимному расположению обработанных поверхностей.
Отверстие ∅70H7 (база А) с параметром шероховатости Ra2,5 предназначена для установки мотор-редуктора узла. Отверстие ∅62H7 с параметром шероховатости Ra2,5 и допуском цилиндричности 0,01 относительно базы А (отверстие ∅70H7) предназначено для установки подшипника. Резьбовые отверстия М8-7Н (5 шт.) со стороны отверстия ∅70H7 предназначены для крепления мотор-редуктора к корпусу.
Резьбовые отверстия М8-7Н (3 шт.) со стороны отверстия ∅62H7 предназначены для установки и крепления зажимной шайбы для фиксации подшипника.
Отверстия ∅18 мм (6 шт.) предназначены для закрепления подшипникового узла на опорной поверхности.
Резьбовое отверстие М12-7Н, распложенное сверху, предназначено для установки масленки для обеспечения смазывания подшипникового узла.
Деталь «Корпус» обеспечивает правильную установку мотор-редуктора и подшипника и надежное их крепление.
Можно сделать вывод, что деталь «Корпус» - ответственная деталь узла, поскольку от ее точной обработки и взаимного расположения поверхностей зависит надежность и долговечность подшипникового узла.

1.2 Материал детали и его химико-механические свойства
Деталь «Корпус» изготавливается из стали марки 10 по ГОСТ 1050-2013. Сталь 10 – это конструкционная углеродистая качественная сталь. Применяется для изготовления штамповок, поковок, трубопроводов котлов высокого давления и других деталей с длительным сроком службы при температурах до 350℃.
В качестве заготовки принимаем поковку. Необходимо отметить, что выбор заготовки – это ответственный процесс, который требует расчетов стоимости и сравнения как минимум из 2-х возможных вариантов. В нашем случае, заготовка из стали марки 10 может быть – прокат (лист), либо поковка (штамповка).
Химический состав стали 10 представлен в таблице 1.1. Технологические свойства стали 10 представлены в таблице 1.2. Механические свойства стали 10 представлены в таблице 1.3.
Таблица 1.1 - Химический состав стали 10
В процентах
C Si Mn Ni S P Cr Cu As
0,07-0,14 0,17 – 0,37 0,35- 0,65 до 0,3 до 0,04 до 0,035 до 0,15 до 0,3 до 0,08

Таблица 1.2 – Технологические свойства стали 10
Наименование свойства Значение
Свариваемость Без ограничений
Флокеночувствительность Не чувствительна
Склонность к отпускной хрупкости Не склонна

Таблица 1.3 – Механические свойства стали 10
Сортамент Размер Напр. σ_в σ_T d_5 ψ KCU Термообр.
- мм - МПа МПа % % кДж / м2 -
Лист термообработ., ГОСТ 4041-71 4 - 14 290-420 32
Трубы горячедеформир., ГОСТ 550-75 353 216 25 50 780
Трубы, ГОСТ 8731-87 353 216 24
Трубы, ГОСТ 10705-80 314 196 25
Прокат, ГОСТ 1050-88 до 80 330 205 31 55 Нормализация
Прокат нагартован., ГОСТ 1050-88 410 8 50
Прокат отожжен., ГОСТ 1050-88 290 26 55
Прокат калиброван. нагартован., ГОСТ 10702-78 390 8 50


1.3 Анализ существующих CAM систем для подготовки и создания УП
Необходимо отметить, что существует достаточно большое количество CAM систем для подготовки и создания управляющих программ (УП). При этом, CAM системы есть как отечественной, так и зарубежной разработки.
В качестве примера, можно привести следующие CAM системы:
- «SprutCAM»;
- «T-FLEX ЧПУ»;
- «ADEM»
- «Creo»;
- «CATIA»;
- «MasterCAM».
Рассмотрим отмеченные выше CAM системы подробнее.
Система «SprutCAM» - это полностью российское программное обеспечения в области разработки и моделирования управляющих программ для оборудования с ЧПУ. В системе «SprutCAM» можно генерировать УП для обработки различных деталей на токарных, фрезерных, токарно-фрезерных и электроэрозионных станках. Поддерживаются 2, 2.5, 3, 4, и 5-ти координатные станки. Система «SprutCAM» работает непосредственно с геометрическими объектами 3D модели и обеспечивает траекторию движения инструмента с заданной точностью.
Основные режимы работы системы «SprutCAM»:
- импорт 3D модели (из различных форматов) и работа с ней;
- построения (плоские);
- формирование процесса механической обработки;
- моделирование процесса механической обработки.
Для управления режимами работы предусмотрены соответствующие закладки на панели инструментов («3D модель»; «2D геометрия»; «Моделирование»; «Технология»).
Для передачи 3D модели в системе «SprutCAM» предусмотрен модуль